錐體上滾的實(shí)驗報告范文

　　篇一：錐體上滾實(shí)驗

　　今天老師給我們開(kāi)了演示實(shí)驗，讓我們大開(kāi)眼界，受益匪淺。在這節課里老師給我們演示了好多實(shí)驗。最讓我感興趣的是錐體上滾。當我看到這個(gè)實(shí)驗時(shí)，眼看著(zhù)一個(gè)椎體從低處滾到高處并且不會(huì )在滾回來(lái)，感覺(jué)好神奇。這個(gè)設備是兩根鋼管由低到高的固定在一個(gè)板子上，低的那邊間距小，高的那端間距大，一個(gè)錐體架在兩桿中間，將椎體移到鋼管低的那一端之后，錐體就自動(dòng)的滾到高處去了。

　　這個(gè)實(shí)驗一開(kāi)始讓我看的目瞪口呆，還以為有什么奇怪的東西呢 。但是經(jīng)過(guò)仔細分析發(fā)現這其實(shí)只是一個(gè)錯覺(jué)。這個(gè)軌道一頭高一頭低，椎就會(huì )從低的一端滾向高的一頭好像是重心在向上滾，但分析一下就會(huì )知道真相不是這樣的，如果是那樣的話(huà)就違背了能量定理。首先這是一個(gè)椎而不是一個(gè)圓柱體，其次這不是一個(gè)斜面而是兩條軌道，而且軌道是成八字形狀擺開(kāi)的，并且高處張得開(kāi)。這樣的設計會(huì )使椎處于高處時(shí)重心降低，而在低處時(shí)由于軌道變窄使的重心升高且高于在高處時(shí)的，這樣看來(lái)這個(gè)實(shí)驗就變成重心有高處向低處走的正�，F象了，也就沒(méi)有違背能量定理了。

　　通過(guò)椎體上滾這個(gè)實(shí)驗說(shuō)明了在重力場(chǎng)中的任何物體都具有從勢能高的地方向勢能低的地方運動(dòng)的趨勢。從這個(gè)實(shí)驗中我想到了如果能把這個(gè)原理運用到實(shí)際生活中我們就能節約很多

　　能源。建筑工地可以用來(lái)運東西，醫院里可以用來(lái)運傷員，游樂(lè )園可以給人們帶來(lái)快樂(lè )。 通過(guò)實(shí)驗我們可以想到有些東西表面上的東西可以把我們蒙蔽到 ，但是我們如果認真的去對待就很容易把他們識破，我們不能總相信自己的眼睛。

　　一、演示目的

　　1 通過(guò)觀(guān)察與思考雙錐體沿斜面軌道上滾的'現象，加深了解在重力場(chǎng)中物體總是以降低重心，趨于穩定的規律運動(dòng)。

　　2 說(shuō)明物體具有從勢能高的位置向勢能低的位置運動(dòng)的趨勢，同時(shí)說(shuō)明物體勢能和動(dòng)能之間的轉換。

　　二、原理

　　本實(shí)驗的核心在于剛體在重力場(chǎng)中的平衡問(wèn)題，而自由運動(dòng)的物體在重力的作用下總是平衡在重力勢能極小的位置。如果物體不是處于重力場(chǎng)中勢能極小值狀態(tài)，重力的作用總是使它往勢能減小的方向運動(dòng)。本實(shí)驗演示錐體在斜雙杠上自由滾動(dòng)的現象，巧妙地利用錐體的形狀，將支撐點(diǎn)在錐體軸線(xiàn)方向上的移動(dòng)(橫向)對錐體質(zhì)心的影響同斜雙杠的傾斜(縱向)對錐體質(zhì)心的影響結合起來(lái)，當橫向作用占主導時(shí)，甚至表現為出人意料的反常運動(dòng)，即錐體會(huì )自動(dòng)滾向斜雙杠較高的一端，具體分析如下：

　　首先看平衡(錐體質(zhì)心保持水平)時(shí)錐體的位置，如圖1。AA1端較高，但AA1處兩橫桿向外測傾斜，較高的支撐有使錐體質(zhì)心向上移的趨勢，而支撐點(diǎn)較寬又使錐體因其中間粗兩端細而使質(zhì)心有向下移動(dòng)的趨勢，兩種趨勢互相抵消可使錐體在圖4所示任何位置都處于平衡狀態(tài)。如果此時(shí)使AA1稍變寬或使BB1稍變窄，會(huì )使錐體在A(yíng)A1端比在BB1端時(shí)質(zhì)心位置更低，它將總往AA1(高端)滾動(dòng)，從B端向A端看，如圖2所示。

　　AA1端處于高寬端，BB1端處于低窄端，若支撐點(diǎn)遇錐面相切位置如圖2所示，則當錐體滾動(dòng)時(shí)，質(zhì)心在水平面內運動(dòng)，錐體處于平衡狀態(tài)。設BB1端固定，AA1端寬度一定，只調節其高

　　度，則AA1端下降，將會(huì )出現由平衡狀態(tài)上滾的現象。AA1端至多下降到BB1端所在水平面上，不過(guò)此時(shí)滾動(dòng)雖明顯，但“往上”不明顯。故本實(shí)驗裝置高低寬窄布局要適度，使AA1端比平衡位置略低，錐體能自動(dòng)滾動(dòng)即可

　　三 注意事項

　　1  錐體放在最低端

　　2  錐體應該放平

　　3  手放開(kāi)時(shí)要輕輕的放，不要讓錐體掉在地上

　　篇二：錐體上滾實(shí)驗

　　摘要: 從錐體上滾實(shí)驗的幾何條件出發(fā), 分析該實(shí)驗中雙圓錐沿傾斜導軌向上滾動(dòng)的根本原因, 并討論了幾何參數對實(shí)驗的影響。

　　關(guān)鍵詞: 演示實(shí)驗; 錐體上滾; 力矩; 轉動(dòng)動(dòng)能

　　一、原理：

　　本實(shí)驗的核心在于剛體在重力場(chǎng)中的平衡問(wèn)題，而自由運動(dòng)的物體在重力的作用下總是平衡在重力勢能極小的位置。如果物體不是處于重力場(chǎng)中勢能極小值狀態(tài)，重力的作用總是使它往勢能減小的方向運動(dòng)。本實(shí)驗演示錐體在斜雙杠上自由滾動(dòng)的現象，巧妙地利用錐體的形狀，將支撐點(diǎn)在錐體軸線(xiàn)方向上的移動(dòng)(橫向)對錐體質(zhì)心的影響同斜雙杠的傾斜(縱向)對錐體質(zhì)心的影響結合起來(lái)，當橫向作用占主導時(shí)，甚至表現為出人意料的反常運動(dòng)，即錐體會(huì )自動(dòng)滾向斜雙杠較高的一端，具體分析如下：

　　首先看平衡(錐體質(zhì)心保持水平)時(shí)錐體的位置，如圖1。AA1端較高，但AA1處兩橫桿向外測傾斜，較高的支撐有使錐體質(zhì)心向上移的趨勢，而支撐點(diǎn)較寬又使錐體因其中間粗兩端細而使質(zhì)心有向下移動(dòng)的趨勢，兩種趨勢互相抵消可使錐體在圖4所示任何位置都處于平衡狀態(tài)。如果此時(shí)使AA1稍變寬或使BB1稍變窄，會(huì )使錐體在A(yíng)A1端比在BB1端時(shí)質(zhì)心位置更低，它將總往AA1(高端)滾動(dòng)，從B端向A端看，如圖2所示。

　　AA1端處于高寬端，BB1端處于低窄端，若支撐點(diǎn)遇錐面相切位置如圖2所示，則當錐體滾動(dòng)時(shí)，質(zhì)心在水平面內運動(dòng)，錐體處于平衡狀態(tài)。設BB1端固定，AA1端寬度一定，只調節其高度，則AA1端下降，將會(huì )出現由平衡狀態(tài)上滾的現象。AA1端至多下降到BB1端所在水平面上，不過(guò)此時(shí)滾動(dòng)雖明顯，但“往上”不明顯。故本實(shí)驗裝置高低寬窄布局要適度，使AA1端比平衡位置略低，錐體能自動(dòng)滾動(dòng)即可。

　　二、裝置：

　　雙錐體，V字形斜面軌道

　　三、心得體會(huì )：

　　通過(guò)以上分析得出, 在錐體上滾實(shí)驗中造成雙圓錐體能夠沿傾斜軌向上滾動(dòng)的真正原因是在實(shí)驗系統滿(mǎn)足一定的幾何條件下, 雙圓錐體的質(zhì)心坐標在滾動(dòng)方向上總是超前于雙圓錐面與導軌的切點(diǎn)坐標, 導致雙圓錐體的重力產(chǎn)生力矩并且該力矩起到了動(dòng)力矩的作用, 從而使得雙圓錐體在導軌上發(fā)生滾動(dòng).。從能量轉換的角度解釋這一過(guò)程, 是由于重力矩做正功導致雙圓錐體的重力勢能轉換為雙圓錐體的轉動(dòng)動(dòng)能。

　　四、參考文獻：

　　【1】黃國雄. 神奇的雙錐體[ J] . 物理教學(xué)探討

　　【2】路峻嶺. 物理演示實(shí)驗教程[M ]. 北京: 清華大學(xué)出版社

　　【3】楊文茂. 李全英. 空間解析幾何[M ] .2 版

　　【4】漆安慎, 杜嬋英. 力學(xué)[M ]. 2 版. 北京: 高等教育出版社

　　篇三：物理實(shí)驗報告,錐體上滾,電磁炮

　　一、錐體上滾

　　實(shí)驗目的

　　1．通過(guò)觀(guān)察與思考雙錐體沿斜面軌道上滾的現象，使學(xué)生加深了解在重力場(chǎng)中物體總是以降低重心，趨于穩定的運動(dòng)規律。

　　2．說(shuō)明物體具有從勢能高的位置向勢能低的位置運動(dòng)的趨勢，同時(shí)說(shuō)明物體勢能和動(dòng)能的相互轉換。

　　實(shí)驗現象：

　　1.將雙錐體置于導軌的高端，雙錐體并不下滾；

　　2．將雙錐體置于導軌的低端，松手后雙錐體向高端滾去

　　實(shí)驗原理：能量最低原理指出：物體或系統的能量總是自然趨向最低狀態(tài)。本實(shí)驗中在低端的兩根導軌間距小，錐體停在此處重心被抬高了；相反，在高端兩根導軌較為分開(kāi)，錐體在此處下陷，重心實(shí)際上降低了。實(shí)驗現象仍然符合能量最低原理。

　　二、電磁炮

　　實(shí)驗現象:將小圓柱放入填彈口，按下開(kāi)關(guān)，小圓柱就會(huì )以很高的速度射出，砸在墻壁上并發(fā)出“啪”的聲音以反映速度。

　　實(shí)驗原理：電磁軌道炮由兩條連接著(zhù)大電流源的固定平行導軌和一個(gè)沿導軌軸線(xiàn)方向可滑動(dòng)的電樞組成。發(fā)射時(shí)，電流由一條導軌流經(jīng)電樞，再由另一條導軌流回，而構成閉合回路。強大的電流流經(jīng)兩平行導軌時(shí)，在兩導軌間產(chǎn)生強大的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)與流經(jīng)電樞的電流相

　　互作用，產(chǎn)生強大的電磁力，該力推動(dòng)電樞和置于電樞前面的彈丸沿導軌加速運動(dòng)，從而獲得高速度。 根據畢奧--薩伐爾定律和安培定律可推得，電樞受到的電磁場(chǎng)的作用力與電流強度的平方成正比，即  F=KL2由此可見(jiàn)，要想獲得彈丸的高速度，必須供給軌道強大的電流。通常該電流的數值在兆安級。而電流的脈沖寬度在毫秒數量級。

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